El acetat de cel·lulosa és un compost orgànic i sintètic que es pot obtenir en estat sòlid com flocs, escates o pols de color blanc. La seva fórmula molecular és C 76 H 114 O 49. Es fabrica a partir de la matèria primera obtinguda de les plantes: la cel·lulosa, la qual és un homopolisacárido.
L'acetat de cel·lulosa es va fabricar per primera vegada a París, en l'any de 1865 per Paul Schutzenberger i Laurent Naudin, després acetilar la cel·lulosa amb l'anhídrid acètic (CH 3 CO-O-COCH 3). Van obtenir així un dels èsters de cel·lulosa més importants de tots els temps.
D'acord a aquestes característiques el polímer es destina a la fabricació de plàstics per al camp de la cinematografia, fotografia ia l'àrea tèxtil, on va tenir el seu gran moment d'auge.
S'empra fins i tot en la indústria automobilística i aeronàutica, així com també és molt útil en els laboratoris de química i investigació en general.
estructura química
A la imatge superior es representa l'estructura de l'triacetat de cel·lulosa, una de les formes acetilades d'aquest polímer.
Com s'explica aquesta estructura? S'explica a partir de la cel·lulosa, la qual consisteix de dos anells piranosas de glucoses units per enllaços glicosídics (R-O-R), entre els carbonis 1 (anomèric) i 4.
Aquests enllaços glicosídics són de l'tipus β 1 -> 4; és a dir, es troben en el mateix pla de l'anell respecte a el grup -CH 2 OCOCH 3. Per tant, el seu èster d'acetat conserva el mateix esquelet orgànic.
Què passaria si es acetilaran els grups OH en els carbonis 3 de l'triacetat de cel·lulosa? S'incrementaria la tensió estèrica (espacial) en la seva estructura. Això és degut al fet que el grup -OCOCH 3 "xocaria" amb els grups i anells de glucosa veïns.
No obstant això, després d'aquesta reacció s'obté l'acetat butirat de cel·lulosa, el producte obtingut amb el major grau d'acetilació i el polímer és encara més flexible.
L'explicació a aquesta flexibilitat és l'eliminació de l'últim grup OH i, per tant, dels ponts d'hidrogen entre les cadenes polimèriques.
De fet, la cel·lulosa original és capaç de formar molts ponts d'hidrogen, i l'eliminació d'aquests és el suport que explica els canvis de les seves propietats fisicoquímiques després de l'acetilació.
Així, l'acetilació ocorre primer en els grups OH menys impedits estèricament. A mesura que augmenta la concentració de l'anhídrid acètic, més grups H són sustuidos.
Com a resultat, si bé aquests grups -OCOCH 3 augmenten el pes de l'polímer, les seves interaccions intermoleculars són menys forts que els ponts d'hidrogen, "flexibilitzant" i endurint a el mateix temps la cel·lulosa.
obtenció
La seva fabricació s considera un procés senzill. De la polpa de la fusta o cotó s'extreu la cel·lulosa, la qual se sotmet a reaccions d'hidròlisi sota diferents condicions de temps i temperatura.
La cel·lulosa reacciona amb l'anhídrid acètic en un mitjà d'àcid sulfúric, el qual catalitza la reacció.
D'aquesta manera es degrada la cel·lulosa i s'obté un polímer més petit que conté 200 a 300 unitats de glucosa per cada cadena de polímer, quedant substituïts els hidroxils de la cel·lulosa per grups acetat.
El resultat final d'aquesta reacció és un producte sòlid blanc, que pot tenir consistència de pols, escates o grumolls. A partir d'aquest es poden elaborar les fibres, a l'passar-ho per porus o orificis en un medi amb aire calent, evaporant els solvents.
Mitjançant aquests processos complexos s'obtenen diversos tipus d'acetat de cel·lulosa, depenent de l'grau d'acetilació.
A causa de que la cel·lulosa té com a unitat estructural monomèrica la glucosa -la qual posseeix 3 grups OH, que són els que es poden acetilar-, s'obtenen di, tri o fins butirat acetatos.mEstos grups -OCOCH 3 són els responsables d'algunes de seva propietats.
propietats
L'acetat de cel·lulosa té un punt de fusió de 306 ° C, una densitat que oscil·la entre 1,27-1,34, i té un pes molecular aproximat de 1.811,699 g / mol.
És insoluble en diversos components orgànics com la acetona, el ciclohexanol, el etilacetat, el nitropropano i el diclorur d'etilè.
Dels productes que contenen acetat de cel·lulosa es valora la flexibilitat, la duresa, la resistència a la tracció, a no ser atacat pels bacteris o microorganismes i la seva impermeabilitat a l'aigua.
No obstant això, les fibres presenten canvis dimensionals d'acord amb variacions extremes de temperatura i humitat, encara que les fibres resisteixen temperatures fins als 80 ° C.
usos
L'acetat de cel·lulosa troba molts usos, entre els quals destaquen els següents:
- Membranes per la fabricació d'objectes de plàstic, de paper i cartró. Es descriu un efecte indirecte d'additiu químic de l'acetat de cel·lulosa a l'estar en contacte amb els aliments en els seus empaquetatges.
- En l'àrea de la salut és usada com membranes amb buits de el diàmetre dels capil·lars sanguinis, incrustats en aparells cilíndrics que compleixen amb la funció d'un ronyó artificial o equip d'hemodiàlisi.
- Dins de la indústria de l'art i cinematogràfica, a l'emprar-se com primes pel·lícules per al cinema, la fotografia i cintes magnètiques.
- En èpoques passades es va emprar en la indústria tèxtil, com fibres per elaborar diferents teles com raió, setí, acetat i triacetat. Mentre va estar de moda es va destacar pel seu baix cost, per la brillantor i per la bellesa que va atorgar a les peces de vestir.
- En la indústria automobilística, per a la fabricació de parts de motors i xassís de diferents tipus de vehicles.
- En el camp de l'aeronàutica, per recobrir les ales dels avions en els temps de guerra.
- També és molt utilitzat en els laboratoris científics i investigació. En general s'utilitza en la fabricació de filtres porosos, com a suport de membranes d'acetat de cel·lulosa per realitzar la correguda d'electroforesi o d'intercanvi osmòtic.
- S'empra en la fabricació de contenidors de filtres de cigarrets, cables elèctrics, vernissos i laques, entre molts altres usos.
referències
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. and Fischer, K. (2008), Properties and Applications of Cellulose Acetate. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Enciclopèdia Britànica. Nitrat de Cel·lulosa. Recuperat el 30 d'abril de 2018, de: britannica.com
- National Center for Biotechnology Information. PubChem. (2018). Recuperat el 30 d'abril de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- US National Library of Medicine. Cellulose acetate. Recuperat el 02 de maig de 2018, de: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC Internacional. PROGEL. Recuperat el 02 de maig de 2018, de: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Filtres de membrana. Recuperat el 02 de maig de 2018, de: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (23 de Març de 2016). 21 Bright Xarxa / Xarxa.. Recuperat el 02 de maig de 2018, de: flickr.com
- Mnolf. (04 de abril de 2006). Gel Electrophoresis.. Recuperat el 02 de maig de 2018, de: es.wikipedia.org